Disciplinas Eletivas 1

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1 Disciplinas Eletivas 1 Syllabus Nome da disciplina: AQUECIMENTO GLOBAL: EVIDÊNCIAS E SIMULAÇÕES. Série: 3as séries do Ensino Médio Carga Horária Semanal: 75min Duração: semestral (2º semestre) Docente(s) responsável(eis): Fábio Siqueira, Maria Lúcia Pereira Soares e Marta Rabello. Equipe de professor(es): Fábio Siqueira, Maria Lúcia Pereira Soares e Marta Rabello. Número de vagas: 45 por turma Pré-requisitos: Conceitos básicos de Ciências da Natureza, desenvolvidos ao longo do Ensino Fundamental, da primeira e segunda séries do Ensino Médio. Objetivos: Compreender fisicamente o processo do efeito estufa considerando o balanço energético do planeta. Identificar e caracterizar os gases de efeito estufa tanto do ponto de vista teórico como experimental. Analisar o modelo do balanço energético para entender as variáveis que determinam as mudanças climáticas. Construir e analisar feedbacks físicos, químicos, positivos e negativos. Simular, analisar e discutir bases de dados reais (temperatura média local e temperaturas médias globais).

2 Disciplinas Eletivas 2 Construir e analisar gráficos tratando bases de dados reais (temperaturas e concentrações de CO2). Analisar e discutir feedbacks biológicos associados direta ou indiretamente às mudanças climáticas. Pesquisar e conhecer as possibilidades da geo - engenharia em nível planetário para mitigar o aquecimento global e suas consequências. Ementa: Efeito estufa natural e excessivo. Balanço energético Terra/Sol. Radiação infravermelha na Terra. Gases do efeito estufa (GEE). Medida de absorção de calor. Carbono fuligem (black carbon). Evidências experimentais do aquecimento global (acidificação dos oceanos, alteração do albedo do planeta, alterações no clima,...). Simulações numéricas. Evolução temporal de temperaturas em nível local e global. Evolução temporal da concentração de CO2 na atmosfera. Soluções macro da geo - engenharia. Descrição do curso: O curso acontece com base em temáticas gerais, interdisciplinares e contextualizadas. As estratégias escolhidas para viabilizar este curso são as pedagogias ativas e práticas experimentais variadas inspiradas em blended learning, problem based learning, project based learning, peer instruction, mobile learning, e que acreditamos perfeitamente adequadas num contexto como este, onde o aluno do terceiro ano do ensino médio, já possuidor de vasto repertório científico, pode caminhar com autonomia em direção ao conhecimento mais profundo, para dele apropriar-se. Tudo isso entremeado por vários momentos avaliativos do tipo assesments (verificação contínua de aprendizagem). Os encontros deverão viabilizar muita pesquisa, debate, troca e compartilhamento de conhecimento entre pares, iniciando com contato com especialista. Este contato deve mostrar o estado da arte neste tema, do ponto de vista científico, conduzindo os alunos ao questionamento e levantamento dos principais tópicos que deveremos estudar no curso. A pesquisa, a experimentação, o uso de simulações e o aprofundamento nos aspectos científicos do aquecimento global e nas suas evidências experimentais deverão responder com propriedade as questões de cunho científico levantadas nesta discussão inicial. Avaliação Método: Avaliações contínuas individuais, em dupla e em grupo que possam aferir a evolução do entendimento dos temas propostos, mas que também possam medir se as habilidades em questão estão evoluindo. Estas atividades podem ser de vários tipos: pesquisa, participação

3 Disciplinas Eletivas 3 nas discussões, organização e apresentação das informações elencadas. Também poderão acontecer pequenas avaliações para verificar a assimilação dos assuntos trabalhados. Critério: A aprovação se dará se a soma direta das várias atividades avaliativas for maior ou igual a 5,0. Haverá sempre a possibilidade de reposição das avaliações perdidas por falta justificada. Norma de Recuperação: Caso o aluno não atinja a média mínima de 5,0 para o bimestre, serão acionadas algumas estratégias de recuperação como, por exemplo, localizar qual das atividades oferecidas deixou de ser realizada por ele ou revelou baixo desempenho e propor que ela seja reposta e reavaliada. Se o baixo desempenho se mostrar generalizado, a recuperação poderá contemplar uma revisão geral dos conceitos tratados no bimestre, seguida de nova avaliação. AULA A AULA

4 Disciplinas Eletivas 4 BIM3 E 4/MÊS/SEMANA Aula Conteúdo Estratégias utilizadas Bibliografia Obse rvaçõ es JUL/AGO 30/07 A 03/08 Aula 01 Apresentação e concepção da proposta do curso. Papo com o especialista Paulo Artaxo, físico brasileiro, membro participante ativo do IPCC (Intergovernmen tal Panel on Climate Change Intergovernment al Panel on Climate Change) Aula debate com o especialista para a apresentação do estado da arte do tema escolhido, conduzindo os alunos ao levantamento das questões mais importantes a serem respondidas no curso. Registro destas questões para construção das diretrizes do curso. AGO 06/08 A 10/08 Aula 02 De onde vem a energia que aquece a Terra? Como ela se esvai? Balanço energético Terra/Sol. Apresentação de infográfico representativo do Balanço energético do planeta e do efeito estufa. Este material deverá ser interpretado e discutido entre os componentes dos grupos para incentivar o resgate de conceitos já aprendidos ao longo das séries anteriores. Plataforma Open Source Gatsby Science Enhancement Programme, Middlesex University, London

5 Disciplinas Eletivas 5 O que é o efeito estufa? Efeito estufa natural e efeito estufa excessivo. A radiação infra vermelha (calor). Em seguida, com a turma toda vamos em busca de um consenso para conceituação dos tópicos em questão. (PPT1) Observação de imagem produzida com câmeras com e sem filtro de Infra Vermelho. Oficina de medidas da intensidade da Radiação Infra Vermelha (IV) nas superfícies ao nosso alcance: utilizando termômetros com sensores de IV, alunos da turma saem pela escola medindo a temperatura em diferentes superfícies como grama, tijolo, vidro, pedra,...(1) Preenchimento de tabela criada pela turma e discussão dos resultados obtidos.

6 Disciplinas Eletivas 6 AGO 13/08 A 17/08 Aula 03 Retomada: o que mantém constante a temperatura da Terra? Balanço Energético Terra/Sol. O modelo Energia que chega = Energia que sai. Aula com 3 estações experimentais em circuito para acomodar 15 alunos em cada. 1.Demonstração Experimental do Modelo Físico da Garrafa estacionária para o fluxo energético no planeta. Aprofundamento no conceito do modelo energético a ser adotado em todo o curso. Plataforma open source Gatsby Science Enhancement Programme, Middlesex University, London 2.Simulação em Excel para o Balanço energético Terra/Sol realizada em grupo.(2) 3.Simulação em Excel da temperatura média da Terra com a presença de atmosfera e sem atmosfera para avaliar ao que acontece com essa temperatura a medida que variam a absorção e a reflexão da radiação infra vermelha, variando assim o fluxo energético. Em grupo.(3) Apresentação e discussão dos resultados obtidos.

7 Disciplinas Eletivas 7 AGO 20/08 A 24/08 Aula 04 Identificação e caracterização dos gases que provocam o efeito estufa. Análise experimental desses gases e efeitos de sua presença na atmosfera (medida da absorção de calor). A partir do debate com o especialista a turma já deverá ter percebido que os principais gases de efeito estufa são: dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso (N2O),O3(ozônio), aerossóis, nuvens e e também o vapor de água. Experimento demonstrativo qualitativo conduzido pela turma toda para ilustrar a capacidade do CO2 de absorver calor ao longo da aula toda.(e) Experimento sobre Absorção de calor pela água com registro em tabela.(4) Livro Temas atuais em mudanças Climáticas, Edson Grandisoli, et al. Artigo Practical demonstrations to augment climate change lessons Tim Harrison and Dudley Shallcross 46science Plataforma open source Gatsby Science Enhancement Programme, Middlesex University, London Simulação em Excel sobre Absorção/Transmissão de calor pela atmosfera, realizada em duplas ou trios.(4) Discussão sobre os resultados obtidos e comentários sobre os demais gases, suas origens e os efeitos que causam.

8 Disciplinas Eletivas 8 AGO 27/08 A 31/08 Aula 05 Observação experimental do carbono fuligem ou carbono particulado (Black carbon) e discussão sobre a capacidade deste aerossol de absorver calor e de ser inalado pelo organismo humano. Albedo e refletividade do planeta. Experimento demonstrativo que simula a produção do Carbono particulado ( Black Carbon ou Carbono fuligem) na combustão incompleta que ocorre em motores de carros, e em usinas termoelétricas. Nesta simulação serão utilizados o acetileno e o CaC2. Experimento de produção de nuvens na garrafa realizado por todos os grupos. Simulação em Excel dos fatores que afetam a temperatura da Terra: -variações no fluxo de energia do Sol. -variação na refletividade da Terra -variação na transparência da atmosfera (GEE). Em grupo. Livro Temas atuais em mudanças Climáticas, Edson Grandisoli, et al. Artigo Practical demonstrations to augment climate change lessons Tim Harrison and Dudley Shallcross 46science Plataforma open source Gatsby Science Enhancement Programme, Middlesex University, London Publicação Dossiê Clima Revista USP n Discussão sobre os resultados obtidos. SET 03/09 A 06/09 FERIADO 07/09 SEXTA Aula 06 Aquecimento Global, acidificação dos oceanos e a Experimento realizado por cada grupo observando o efeito do CO2 no PH da água e nos organismos marinhos Livro Temas atuais em mudanças Climáticas, Edson Grandisoli, et al

9 Disciplinas Eletivas 9 biodiversidade marinha. com estrutura baseada em Cálcio com registro. Apresentação e discussão dos resultados. Vídeo sobre os corais e sua degradação. SET 24/09 A 28/09 Aula 07 Convergência dos fatores. Distinção das forçantes naturais e antrópicas. Geoengenharia. Simulação em Excel para englobar todos os fatores estudados e como afetam a temperatura da Terra. Cada um dos 8 grupos será desafiado com um conjunto proporcionalmente diferente de fatores, permitindo o estudo de alguns cenários possíveis. Plataforma open source Gatsby Science Enhancement Programme, Middlesex University, London Compartilhamento e discussão dos resultados. Cada um dos 8 grupos receberá um projeto de ponta típico da geoengenharia das mudanças climáticas e deverá pesquisar sobre ele para, posteriormente, na próxima aula, compartilhar com sua turma.

10 Disciplinas Eletivas 10 OUT 01/10 A 05/10 Aula 08 Análise de dados reais de temperatura diária, mensal, anual de uma série de 30 anos. A geoengemharia global. Em grupos, alunos deverão analisar as bases de dados reais fornecidas e produzir gráficos significativos e com escalas adequadas apara posterior análise e discussão na tentativa de relacionar os resultados obtidos com as constatações anteriores, oriundas das simulações baseadas no modelo do equilíbrio energético. Apresentação dos projetos de Geoengenharia Global.